Sự phân bố khối lượng bên trong cho thấy Ngân Hà thuộc loại Sbc theo phân loại Hubble, với các cánh tay xoắn ốc bao quanh.[40] Đến đầu thập niên 90 thế kỉ XX, các nhà thiên văn mới đặt nghi vấn rằng Ngân Hà là một thiên hà xoắn ốc chặn ngang (xoắn ốc dạng thanh) chứ không phải là một thiên hà xoắn ốc đơn thuần.[41] Mãi đến 2005, giả thiết này mới được chính thức xác nhận bởi những quan sát thu được từ kính viễn vọng Spitzer Space Telescope. Người ta quan sát được "Thanh chắn" bắc qua trung tâm lớn hơn nhiều so với giả định trước đó của các nhà khoa học.[42]

Vị trí của Hệ Mặt Trời trong Dải Ngân Hà

Hệ Mặt Trời nằm trong vùng định cư của Ngân Hà, thuộc rìa trong của nhánh Lạp Hộ, bên trong Đám mây liên tinh địa phương thuộc Bong bóng địa phương, và nằm trong Vành đai Gould, ở khoảng cách 26,4 ± 1,0 nghìn năm ánh sáng (8,09 ± 0,31 kpc)[43][44][45] từ tâm thiên hà. Mặt trời hiện cách 5-30 parsec (16-98 năm ánh sáng) từ mặt phẳng trung tâm của đĩa thiên hà.[46] Khoảng cách giữa nhánh địa phương và nhánh cận ngoài, nhánh Perseus (Anh Tiên), là 2kpc (6,5 kly).[47]

• Minh họa cho "vùng định cư" của thiên hà - diện tích hình vành khăn màu xanh lá, vùng được cho là hội tụ đủ các yếu tố cần thiết để sự sống có thể tồn tại và phát triển
• Sơ đồ các ngôi sao lân cận Hệ Mặt Trời

Đường cong xoay của Dải Ngân hà. Trục dọc là tốc độ xoay quanh Trung tâm thiên hà. Trục ngang là khoảng cách từ Trung tâm Thiên hà tính theo kpcs. Mặt trời được đánh dấu bằng một quả bóng màu vàng. Đường cong quan sát của tốc độ quay là màu xanh lam. Đường cong dự đoán dựa trên khối lượng sao và khí trong Dải Ngân hà là màu đỏ. Phân tán trong các quan sát được chỉ ra bởi các thanh màu xám. Sự khác biệt là do vật chất tối.

Một "năm thiên hà" kéo dài 240 triệu năm, tương ứng một chu kỳ của Mặt Trời trên quỹ đạo quanh Ngân Hà[48][49] Do đó mặt trời được cho là đã hoàn thành 18-20 vòng quỹ đạo trong suốt cuộc đời của nó và 1/1250 vòng kể từ khi xuất hiện loài người. Tốc độ của Hệ Mặt Trời quay quanh quỹ đạo Ngân Hà vào khoảng 220 km/s hay 0.073% tốc độ ánh sáng. Mặt trời di chuyển qua nhật quyển khoảng 84.000 km/h (52.000 mph). Ở tốc độ này, phải mất 1400 năm thì Hệ Mặt Trời mới di chuyển được khoảng cách 1 năm ánh sáng.[50] Hệ Mặt Trời đang di chuyển theo hướng của chòm sao Thiên Yết, trên mặt phẳng hoàng đạo.[51]

Hệ quy chiếu trong Ngân Hà, với Mặt Trời làm gốc.

Trung tâm Ngân Hà

Các ngôi sao trong dải Ngân Hà quay xung quanh trung tâm Ngân Hà, cách Trái Đất 24 – 28.4 nghìn năm ánh sáng (7.4–8.7 kiloparsecs) theo hướng các chòm Xà Phu, Thiên Yết và chòm Cung Thủ, nơi sáng nhất của sông Ngân, và cũng là vị trí của Sagittarius A*

Vùng sang bên phải của bức ảnh rất có thể là một hố đen siêu trọng.

Hệ Mặt Trời cách tâm này khoảng 26.000 - 28.000 năm ánh sáng (8,0 - 8,6 kpc)[52].

Tại đây quan sát được một nguồn bức xạ vô tuyến rất mạnh có tên gọi là Sagittarius A*. Chuyển động của vật chất quanh tâm cho thấy Sagittarius A* chứa một vật thể rất nặng và đặc. Các nhà đưa ra giả thiết đây là một hố đen siêu khối lượng, tương tự như với trung tâm các thiên hà khác, với khối lượng ước tính khoảng 4,1 - 4,5 triệu lần Mặt Trời.

Màu xanh là phát xạ X-ray, còn vùng màu tím là phát xạ tia gamma.

Hiện vẫn còn nhiều tranh cãi về thanh chắn ngang Ngân Hà. Ước lượng một nửa chiều dài của nó trải dài từ Trái Đất đến tâm vào khoảng 1 to 5 kpc (3,000–16,000 ly), hợp với đường nối tâm tới Trái Đất khoảng 10-50 độ[53][54][55]

Vào năm 2010, hai khối cầu năng lượng X-ray/gamma bùng nổ ở 2 cực bắc và nam ở trung tâm. Đường kính mỗi khối cầu lên đến 25,000 năm ánh sáng.

Các nhánh xoắn ốc của Ngân Hà

Từ trung tâm Ngân Hà, có bốn nhánh xoắn ốc chính và ít nhất hai nhánh nhỏ, cụ thể như sau:

Dải ngân hà cùng các cánh tay của nó

Màu	Các cánh tay của dải Ngân Hà
Lục lam	Nhánh 3-kpc (nhánh 3 kpc gần và nhánh 3 kpc xa) và nhánh Perseus
Tím	Nhánh Norma và nhánh ngoài cùng (Với phần mở rộng phát hiện năm 2004[56])
Xanh lá	Nhánh Scutum - Centaurus
Hồng	Nhánh Carina – Sagittarius
Có ít nhất hai nhánh nhỏ hoặc spur, bao gồm:
Cam	Nhánh Orion–Cygnus (Chứa hệ mặt trời)

Khoảng cách từ nhánh Orion và nhánh kế tiếp, nhánh Perseus, vào khoảng 6,500 năm ánh sáng. Mỗi nhánh xoắn ốc miêu tả một đường xoắn logarit với độ dốc khoảng 12 độ.

Đĩa của dải Ngân Hà được bao quanh bởi các quầng sáng hình ô van của các ngôi sao đã già và các tinh vân. Trong khi đĩa chứa khí và bụi bị mờ bởi sự quan sát trong một số các bước sóng, thì các quầng sáng không bị như vậy. Các ngôi sao đang hoạt động mạnh chiếm chỗ trong đĩa (đặc biệt trong các nhánh xoắn ốc, tiêu biểu cho các khu vực có mật độ cao), nhưng không có trong các quầng sáng. Nhóm các ngôi sao sinh ra bởi các đám mây phân tử cũng chủ yếu tìm thấy trong các đĩa.